摘要:本文主要介绍了浩口水电站碾压混凝土大坝坝基、坝面、坝体温度监测成果情况,并对施工期监测成果进行了初步分析,成果表明:浩口水电站碾压混凝土浇筑施工时间选择是正确、科学的,所进行的坝体人工冷却的温度控制措施是有效的,为确保混凝土施工质量所采取的混凝土表面养护和保护措施也是很有成效的,可供类似工地参考。
关键词:浩口水电站;碾压混凝土;温度监测;分析
1.工程概况
浩口电站位于武隆县浩口乡浩口村,为芙蓉江干流(小河口~江口)11级开发中的第10级,主要任务是发电。枢纽工程与下游江口电站直线距离23km,距武隆县城直线距离32km。坝址处控制集水面积7400km2,占全流域面积93.8%。
浩口水电站开发主要任务为发电,上坝址水库总库容9412万m3,电站装机容量为125 MW。根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003)和《防洪标准》(GB50201-94)的规定,浩口水电站工程等别为三等,其永久性水工主要建筑物(大坝、引水系统、厂房)级别为3级,次要建筑物为4级,临时建筑物为5级。
拦河大坝为碾压混凝土重力坝。坝轴线坐标方位角为NW35°31`。坝轴线长212.08m,坝顶高程356.5m,坝顶宽10.0m,最大坝高91.5m,最大坝宽72.10m,建基面高程265.00m。整个大坝分为左、右挡水坝段和溢流坝段,左挡水坝段长60.88m,右挡水坝段长66.22m,溢流坝段长85.0m。坝体上游面295.0m以上铅直,以下为斜坡,坡比1:0.2;挡水坝段下游面坡比1:0.7,折坡高程340.57m,溢流坝段下游坡比1:0.7。
为满足基础灌浆、交通、观测和检查要求,坝内272.0m高程设置基础灌浆排水廊道,在315.0m高程设坝体交通排水观测廊道。两岸山体内设三层灌浆排水平洞,高程为277.0m,315.0m和356.5。基础廊道、排水廊道和灌浆平洞断面型式均为城门洞型。基础廊道尺寸2.5m×3.5m,排水廊道尺寸2.0m×2.5m,灌浆平洞尺寸2.5m×3.5m。
2.温度监测项目及布置情况
2.1温度监测项目
温度监测包括大坝表面温度、库水温度、坝体内部混凝土温度及坝基基础温度等。根据坝体结构布置,选择③号和⑤号坝段进行温度监测。
2.2温度监测项目布置
分别在距坝体上、下表面5~10cm处埋设温度计测量坝体表面温度,坝体上游表面温度计在蓄水后可作为库水温度计,下游面温度与大气温度接近,下游面的表面温度计也称为大气温度计。上游面库水温度计共布置21支温度计。下游面大气温度计间距10m布置1支,局部部位加密,共布置6支。
坝体内部混凝土温度采用网格布置,网格间距为5~20m,坝体底部、顶部、上游面和下游面等温度梯度较大部位加密布置,坝体中心部位温度梯度小,温度计间距适当加大。坝体内部混凝土温度监测共布置41支温度计。将上游库水温度、下游大气温度和坝内温度结合,就可得观测断面的温度分布。
基岩温度采用在基础面钻孔分段埋设温度计的方法进行观测。在⑤号坝段坝体中心部位的基岩面钻10m深的孔,孔内埋设3支温度计,3支温度计距孔口距离分别为:1m、4m、10m。
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3监测成果初步分析
温度计实测坝体混凝土温度变化一般经历如下几个阶段:在埋设初期由于受到水泥水化热作用的影响,测点温度在埋设后形成一个短时段的快速升温过程后,随着水泥水化热作用的减小,自然散热以及坝体一、二期人工冷却作用测点温度呈现一个比较明显的降温变化阶段,此后,部分测点温度出现一定的温度回升过程,随后各测点温度进入相对稳定的变化阶段。具体情况如下:
(1)坝基温度
在⑤号坝段坝体中心部位的基岩面钻10m深的孔,孔内沿孔口向下不等距的埋设3支温度计,TRB-1~TRB-3距孔口距离分别为:10m、4m、1m。实测监测成果表明,在1~2天内达到峰值;其中位于孔内1m部位的温度计TRB-3监测温度最高,所测最高温度为48.9℃,发生时间为2016年1月30日;这主要受该部位固结灌浆影响所致,目前,温度已降至23.5℃,发生时间为2017年4月1日,处于缓慢降温阶段。基岩内测点温度受混凝土浇筑影响随深度逐渐减小,下部两个测点温度受混凝土浇筑影响不明显,温度变幅也随深度逐渐减小。
(2)坝面温度
分别在③号、⑤号坝段距坝体上、下表面5~10cm处埋设温度计测量坝体表面温度,坝体上游表面温度计在蓄水后可作为库水温度计,下游面温度与大气温度接近,下游面的表面温度计也称为大气温度计。上游面库水温度计共布置21支温度计,均保持温度计轴线平行坝面埋设于变态混凝土内。施工期监测成果表明:除个别测点由于离分层表面较近受上层混凝土浇筑影响有二次升温的表现,多数测点在1天内达到峰值;由于该温度计离坝面较近,散热较快,目前已随气温的变化而变化。但实测坝面温度在在高温季节同比多年平均气温要低,这与施工期坝体通水冷却及坝面喷雾有关;在低温季节同比多年月平均气温要高,这与碾压混凝土水化热得作用有关。
(3)坝体温度
监测成果表明:在仪器埋设部位混凝土浇筑后3~13d坝体混凝土温度达到第一次峰值,随后混凝土温度受气温及通水冷却的影响缓慢下降,混凝土出现第一次最高温度的时间约3~13d,历时较长(相对常态混凝土),这主要是因为碾压混凝土大量掺用粉煤灰延缓了水化热的散发速度所致;坝体混凝土温度达到第一次峰值后很快下降,部分测点随后出现了第二次温升的现象,第二次温升的出现主要受本层碾压混凝土残留水化热及上部新浇筑混凝土水化热倒灌和气温的影响,第二次温升最高值为38.7℃(高温季节)。监测成果显示混凝土入仓温度及最高温度均满足设计温控指标,混凝土温度变化规律性较好。
4结论
通过对浩口水电站大坝3#、5#坝段碾压混凝土坝体温度的分析表明:坝体混凝土温度受水泥水化热、自然降温、人工冷却和外界气温等因素影响,一般形成升温—降温—稳定变化的过程,碾压混凝土部位上的温度计实测最高温度均限于同一断面上的碾压混凝土部位内的温度计实测最高温度,完全满足设计混凝土温度控制指标的要求,也进一步说明浩口水电站大坝碾压混凝土选择重点在低温季节浇筑、高温季节在晚上开仓、白天浇筑配喷雾技术的施工方法是合适的,选择时间是正确、是科学的,所进行的坝体人工冷却的温度控制措施是有效的,为确保混凝土施工质量所采取的混凝土表面养护和保护措施也是很有成效的,可供类似工地参考。同时,可有效的预防混凝土裂缝的产生,保证大坝的整体性,从外部监测及内部监测均未发现异常,说明大坝各项技术措施的设计措施及施工是成功的。大坝坝体结构性态是正常的,大坝坝体是安全可靠的。
参考文献:
[1]李珍照.混凝土坝观测资料分析,水利电力出版社,1989(07)。
[2]赵志仁.大坝安全监测设计,黄河水利出版社,2003(07)。
[3]姜和平、武辉龙.碾压混凝土重力坝原型观测仪器埋设施工技术[J]工程施工,2006(05)
作者简介:
张利 性别:男 出生年月:1979年1月 民族:汉族 籍贯:甘肃武威 学历:大学本科 职称:工程师 研究方向:大坝安全监测。
论文作者:张利
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/20
标签:混凝土论文; 温度论文; 温度计论文; 大坝论文; 水化论文; 电站论文; 下游论文; 《基层建设》2017年第9期论文;